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本文介紹了新型釬焊工具在石材、建材等材料加工上的應(yīng)用。特別強(qiáng)調(diào)了新型釬焊工具產(chǎn)品與傳統(tǒng)工具相比所具備的明顯的社會(huì)效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)，并詳細(xì)的指出了該類產(chǎn)品在非傳統(tǒng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：新型釬焊 石材加工 綠色 高效 應(yīng)用

1 釬焊接金剛石工具原理簡(jiǎn)介
釬焊金剛石工具，自個(gè)世紀(jì)80年代末開始探索研究。目前，歐洲、日本和國(guó)內(nèi)一些廠家（包括我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)在內(nèi)）已經(jīng)批量生產(chǎn)，屬于新興的金剛石工具。
電鍍金剛石工具和釬焊金剛石工具都具有單層金剛石的特點(diǎn)；電鍍法制備金剛石工具是通過金屬的電沉積，將松散的金剛石顆粒固結(jié)在電鍍層中，使金剛石顆粒具有切削能力。電鍍工具上的鍍層金屬根本無法起到磨具行業(yè)嚴(yán)格意義上的“結(jié)合劑”的作用。由于電沉積的鍍層金屬在其與磨料和磨具基體的界面上均不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合，鍍層厚度必需高達(dá)磨料本身顆粒直徑2/3以上，才能保證基體對(duì)金剛石有較強(qiáng)的鑲嵌力，這種工具具有比較一致的磨粒出露高度，保證了被加工工件的表面質(zhì)量。但只有1/3顆粒直徑的出露高度，見圖1，工具在加工過程中隨著磨粒的磨損，切削刃逐漸變鈍，工具的加工效率和使用壽命都不理想。釬焊金剛石工具采用在金剛石表面鍍覆某些活性元素或釬焊合金中含有一定量的活性元素 (如Ti、Cr、W等)，并與金剛石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在表面形成碳化物。通過這層碳化物的作用，金剛石、結(jié)合劑、基體三者就能通過釬焊實(shí)現(xiàn)牢固的化學(xué)冶金結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)真正的金剛石表面金屬化，見圖1。
與電鍍金剛石工具相比，釬焊金剛石工具由于其結(jié)合強(qiáng)高，對(duì)金剛石的把持力強(qiáng)，容屑空間大，功率消耗小，切削力小，加工效率高，使用壽命長(zhǎng)、金剛石的利用率高，可以實(shí)現(xiàn)金剛石磨料的優(yōu)化排布等優(yōu)越性。更重要的是，生產(chǎn)過程無污染，適應(yīng)當(dāng)今綠色生產(chǎn)的理念。
目前，北京安泰鋼研超硬材料制品有限責(zé)任公司依托中國(guó)鋼鐵研究總院及安泰科技的強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力，釬焊金剛石工具已經(jīng)掌握了兩層，甚至多層技術(shù)。

2 釬焊工具在石材加工各個(gè)工序的應(yīng)用
2.1 荒料開采——釬焊金剛石繩鋸
金剛石繩鋸問世以來，是繩鋸制造工藝不斷革新的過程，也是繩鋸不斷發(fā)展和擴(kuò)大應(yīng)用過程。研究表明，金剛石串珠仍然是金剛石繩鋸切割中成本與效益的主要因素。因此，國(guó)內(nèi)外圍繞串珠制造工藝做了一系列革新。目前串珠種類形成了燒結(jié)、電鍍與高溫釬焊多個(gè)產(chǎn)品種。
傳統(tǒng)的燒結(jié)金剛石繩鋸的使用性能在一定程度上取決于胎體對(duì)切割材料的匹配性，需要針對(duì)各種用途設(shè)計(jì)相應(yīng)的胎體，如砂巖、板巖、大理石和花崗石等等，相同的石材不同的產(chǎn)地，硬度等指標(biāo)也不相同。因此，難以制造通用性強(qiáng)的金剛石繩鋸，要求繩鋸的制作必須具有較強(qiáng)的針對(duì)性，生產(chǎn)出具有不同性能的繩鋸以滿足不同的使用要求。
釬焊金剛石繩鋸是單層金剛石結(jié)構(gòu)，加工范圍廣，不受石材類型限制；金剛石出露高度高，鋒利度高，切割效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燒結(jié)繩鋸；普通燒結(jié)繩鋸的最小直徑大約為8mm，釬焊繩鋸的最小直徑為6mm，資源浪費(fèi)更小，這種串珠目前在世界上廣泛用來加工名貴石材和復(fù)雜形狀的石材產(chǎn)品。通過在美國(guó)、德國(guó)、意大利和臺(tái)灣等地的廣泛試驗(yàn)，獲得令人滿意的切削效果。
2.2 板材料的磨、拋——釬焊金剛石磨輪
隨著世界建筑業(yè)及裝飾業(yè)的發(fā)展，裝飾材料的需求量越來越大。異型工藝石線產(chǎn)品無疑是最大量的。異型工藝板材的種類很多，其中磨邊產(chǎn)品占了相當(dāng)大的比重。所謂磨邊，就是用成型磨邊輪手工或機(jī)器將板材的一條邊或幾條邊磨成具有幾何形狀的一種石材加工工藝，見圖2。

圖2 用金剛石磨邊輪磨出的各種異型邊
判斷金剛石磨輪使用效果的好壞，主要依據(jù)三項(xiàng)指標(biāo)，即磨削效率、使用壽命、加工質(zhì)量。現(xiàn)在世界范圍內(nèi)通用的石材磨邊工具是電鍍金剛石磨邊輪，此工具磨削壽命低、能耗大、生產(chǎn)過程污染嚴(yán)重，使用過程噪音大。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，這種傳統(tǒng)的石材磨邊工具也越來越面臨巨大挑戰(zhàn)。
釬焊低噪音金剛石磨輪采用鋼基體和環(huán)氧樹脂基體兩種材料組合的方式，鋼基體的易加工性可以根據(jù)實(shí)際需要加工成各種復(fù)雜曲面形狀，環(huán)氧樹脂中心孔用于連接磨削設(shè)備。采用鋼基體與環(huán)氧樹脂基體相結(jié)合的方式，減輕了磨削工具重量，實(shí)現(xiàn)降低工作能耗，符合世界范圍內(nèi)的節(jié)能減排大趨勢(shì)；減小工作過程的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)降低噪音的效果，減少對(duì)操作人員的傷害，見圖3。

2.3 玉石的藝術(shù)創(chuàng)作——釬焊雕刻針，見圖4。

玉石雕塑工具
中國(guó)的琢玉以高超精巧的技藝稱譽(yù)世界，玉及其雕琢的特技，是中國(guó)人的天才創(chuàng)造和杰出的貢獻(xiàn)。俗話說得好：“人巧莫如家什妙”、“三分手藝七分家什”。新型釬焊雕刻針、鋒利度高、雕琢玉時(shí)形準(zhǔn)、規(guī)矩、利落、流暢，方寸之間可變化無窮。
2.4 板材修復(fù)——釬焊鉆頭
人造石材是采用天然石材碎料加其他材料粘結(jié)合成，廢棄的碎料的使用導(dǎo)致人造石材不可避免的存在著缺陷，采用釬焊鉆頭取芯填補(bǔ)法完全可以修補(bǔ)起缺陷，具體操作步驟如圖5。

1－人造石；2－人造石破損；3－釬焊鉆頭；
4－釬焊鉆取芯；5－料芯

在人造石材板上找到缺陷位置并標(biāo)記；
用釬焊打孔鉆去掉去掉缺陷位置；
在備用人造石板無缺陷位置處用釬焊取芯鉆取芯；
在缺陷孔里涂樹脂膠，把取出的去缺陷芯放入孔里。
新型釬焊鉆頭尺寸精度高，保證了芯塊和孔的配合精度；金剛石出露高度高，不會(huì)被人造石中的樹脂堵塞，見圖6。

圖6 釬焊金剛石薄壁鉆頭
2.5 破壞施工——釬焊鋸片
隨著全球氣候的變暖，地殼活動(dòng)進(jìn)入一個(gè)相對(duì)活躍期，再加上隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，重大工程開工建設(shè)等人類活動(dòng)的影響，世界各國(guó)正在遭受前所未有的地質(zhì)災(zāi)害威脅。地震、崩塌、滑坡、泥石流、雨雪冰凍等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害日益增加。在地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害突然降臨的時(shí)候，搶險(xiǎn)應(yīng)急產(chǎn)品能最大限度地?fù)尵热嗣袢罕姷纳拓?cái)產(chǎn)，將災(zāi)害對(duì)人類的危害和損失減少到最低程度。而高速鋸片則是其中常用工具之一。
新型釬焊鋸片在300?500m/s以上直至1000m/s的超高速切削中唯一可以安全使用的高效金剛石鋸片，見圖7。

來源：石材雜志